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首页> 外文期刊>Physics of plasmas >Two-dimensional hybrid-direct kinetic simulation of a Hall thruster discharge plasma
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Two-dimensional hybrid-direct kinetic simulation of a Hall thruster discharge plasma

机译：大厅推进器排出等离子体的二维杂交直接动力学模拟

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A direct kinetic (DK) simulation is capable of modeling the nonequilibrium state of plasma as it evolves in the discharge region of a Hall thruster without the numerical noise that is inherent to particle-based methods since the velocity distribution functions are obtained in a deterministic manner. In this work, a hybrid-DK simulation utilizes a quasi-one-dimensional fluid electron model in conjunction with a two-dimensional DK method to simulate neutral atoms and ions in a Hall thruster channel and near-field plume. Instantaneous and time-averaged plasma properties calculated using the hybrid-DK simulation are benchmarked against the results obtained from a two-dimensional hybrid-particle-in-cell (PIC) simulation with an identical fluid electron model. For both high and low-frequency oscillations, the two simulations show good agreement for time-averaged and dynamic plasma properties. Numerical noise tends to randomize plasma oscillations in the PIC simulation results, whereas the DK results exhibit coherent oscillatory behavior.
机译：直接动力学（DK）模拟能够在霍尔推进器的放电区域中演化而没有基于颗粒的方法的数值噪声来建模，因为速度分布函数以确定性方式获得的级基本的数值噪声。在这项工作中，Hybrid-DK仿真利用了准一维流体电子模型与二维DK方法结合使用，以模拟霍尔推进器通道和近场羽流中的中性原子和离子。使用Hybrid-DK模拟计算的瞬时和时间平均血浆特性与用相同的流体电子模型的二维杂交粒子 - 细胞（PIC）模拟获得的结果基准测试。对于高频和低频振荡，两种模拟显示了良好的时间平均和动态等离子体特性。数值噪声倾向于在PIC仿真结果中随机化等离子体振荡，而DK结果表现出相干振荡行为。

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